Ursprünglich als Technologiedemonstration konzipiert, um innerhalb von 30 Tagen bis zu fünf experimentelle Testflüge durchzuführen, war das erste außerplanetare Fahrzeug fast drei Jahre lang auf dem Mars im Einsatz, absolvierte 72 Flüge und flog mehr als 14 Mal weiter als geplant, wobei mehr als zwei aufgezeichnet wurden Stunden Gesamtflugzeit.
Der historische Ingenuity Mars-Hubschrauber der NASA hat seine Mission auf dem Roten Planeten abgeschlossen, die Erwartungen übertroffen und Dutzende Flüge mehr als geplant absolviert. Obwohl der Hubschrauber aufrecht steht und in Kontakt mit den Bodenkontrolleuren bleibt, zeigen Bilder seines Fluges, die diese Woche zur Erde zurückgesendet wurden, dass eines oder mehrere seiner Rotorblätter bei der Landung beschädigt wurden und er nicht mehr flugfähig ist.
Ingenuity landete am 18. Februar 2021 auf dem Mars, war an den Perseverance-Rover der NASA angeschlossen und hob am 19. April zum ersten Mal von der Marsoberfläche ab, was beweist, dass ein angetriebener, kontrollierter Flug auf dem Mars möglich ist. Nach vier weiteren Flügen startete es eine neue Mission als Betriebsdemonstration und diente als Luftaufklärungsmission für Wissenschaftler und Fahrer der Perseverance-Rover. Der Hubschrauber führte im Jahr 2023 zwei erfolgreiche Flugtests durch, die das Wissen des Teams über seine aerodynamischen Fähigkeiten weiter erweiterten.
Ingenuity wurde um die Fähigkeit erweitert, Landeplätze in gefährlichem Gelände autonom auszuwählen, mit einem ausgefallenen Sensor umzugehen, nach Staubstürmen aufzuräumen, von 48 verschiedenen Flugplätzen aus zu operieren, drei Notlandungen durchzuführen und den kalten Marswinter zu überleben. Ingenuity war für den Betrieb im Frühjahr konzipiert und konnte seine Heizungen während der kältesten Winterperioden nicht die ganze Nacht laufen lassen, was dazu führte, dass der Bordcomputer regelmäßig einfrierte und neu startete. Diese „Stromausfälle“ erforderten, dass das Team den Winterbetrieb von Ingenuity neu gestalten musste, um weiterhin fliegen zu können.
Die Landung auf dem Mars ist an sich schon eine schwierige Aufgabe, die Ingenieure seit Jahrzehnten vor Herausforderungen stellt. Der Mars stellt potenzielle Lander vor eine einzigartige Herausforderung, da er eine relativ große Masse und eine dünne, aber substanzielle Atmosphäre hat, die ziemlich dicht ist.
Daher werden Raumfahrzeuge in einer stromlinienförmigen Aerohülle mit einem schützenden Hitzeschild platziert, um einen Brand zu verhindern und schnell genug für die Landung abzubremsen. Noch schlimmer ist die Situation bei größeren Erkundungsfahrzeugen wie der Perseverance, die 2.260 Pfund (1.025 kg) wiegt. Glücklicherweise haben Ingenieure im Laufe der Jahrzehnte mehrere ausgeklügelte Landetechniken entwickelt, die es einem Raumschiff ermöglichen, die Eintritts-, Abstiegs- und Landephase (EDL) zu überstehen.
Die Viking-Lander landeten 1976 mit Hitzeschilden, Fallschirmen und Verzögerungsraketen auf dem Mars. Trotz des Einsatzes großer Fallschirme feuerten die großen Viking-Landegeräte am Ende Retro-Raketen ab, um mit sicherer Geschwindigkeit zu landen. Diese komplexe Kombination begleitete seitdem fast jede Mission, doch nachfolgende Missionen führten zu Innovationen im Landungssegment.
Die Mars Pathfinder-Mission von 1997 fügte Airbags in Kombination mit Fallschirmen und Retro-Raketen hinzu, um sicher auf der Marsoberfläche zu landen. Drei starke „Blütenblätter“ sicherten dann die vertikale Position des Landers bei der Landung auf der alten Überschwemmungsebene. Die Missionen Opportunity und Spirit nutzten 2004 eine sehr ähnliche Methode, um ihre Rover auf der Marsoberfläche zu platzieren. Phoenix (2008) und Insight (2018) verwendeten tatsächlich Touchdown-Pässe im Viking-Stil.
Der große und schwere Rover Curiosity benötigte zusätzliche Energie, um den autogroßen Rover sicher zu landen, sodass 2012 ein neues „Sky Crane“-Einsatzsystem erfolgreich eingesetzt wurde. Nach einem ersten Abstieg mithilfe eines massiven Hitzeschilds und eines Fallschirms verlangsamten leistungsstarke Retroraketen das Raumschiff auf etwa zwei Meilen pro Stunde.
Anschließend ließ der Sky Crane den Rover mithilfe einer starken Halteleine sicher auf die Marsoberfläche herab. Nachdem er seine Arbeit erledigt hatte, flog der Sky Crane davon und machte in sicherer Entfernung eine Notlandung. Nachdem die Wirksamkeit des Sky Crane-Systems nachgewiesen war, nutzte die NASA dieselbe Methode, um im Februar 2021 eine sichere Landung der Perseverance zu versuchen.